המבצע הגיוני. פעולות ההיגיון הבסיסיות

מדעי מחשב כמדע של איסוף טכניקות, לארגן ולעבד מגוון של נתונים מתחיל להתפתח באמצע המאה עשרים. למרות כמה היסטוריונים סבורים כי תחילת היווצרות של מדעי המחשב הונחה בסוף המאה ה -17, עם המצאת את המחשבון המכני הראשון, הרוב לשייך אותו בגיל מתקדם יותר טכנולוגיית המחשב. בשנות ה -40 של המאה ה -20, עם כניסתו של המחשבים הראשונים, מדעי המחשב קיבלה תנופה חדשה להתפתחות.

הנושא מידענות המחקר

זה היה עם כניסתו של המחשבים הראשונים הפכה צורך לפתח שיטות חדשות של שיטתיות, חישוב ועיבוד של ערכות נתונים גדולות, כמו גם בפיתוח אלגוריתמים שייאפשרו את מלוא הפוטנציאל של מחשבים חדשים. מידענות קיבל מעמד של כדיסציפלינה מדעית עצמאית, ועזב את המטוס של חישובים מתמטיים כדי ללמוד חישוב בכלל.

כל מדעי המחשב המודרני מבוסס על פעולות לוגיות. הם יכולים להיקרא המרכיב הבסיסי. בתכנות, מערכות מחשב הקונספט של מבצע היגיון - היא פעולה, אשר מופקת לאחר ביצוע מושג חדש או ערך הוקם על הבסיס של מושגים קיימים. סט של פעולות כאלה עשוי להשתנות תלוי אלמנט מעבד לבצע פקודות. עם זאת, יש כמה פעולות המשותפים כמעט לכל המערכות הקיימות. פעולה זו, אשר עובד עם תוכן הערכים עצמם, כגון הכחשה, או אלה שמשנים את המושגים אפיון כמותי - להוסיף, לחסר, להכפיל, לחלק.

אופרנדים של פעולות לוגיות

מאז היגיון אלגברת פירושו לעבוד על רעיונות מופשטים, אז כמו operands כל הפעולות הלוגיות הן סוגי הנתונים הכלליים. אלמנטים קלאסיים, עובד עם הצהרות אלגברה היא אמירה, שקר או אמת. האלקטרוניקה ותכנות עבור התיאור של תנאים אלה משמשים משתנה בוליאני אמת ושקר או ערך שלם של 1 (נכון) ו 0 (שקר). על שילוב של ערכים אלה, כפי מדהים ככל שזה יישמע, העבודה קשורה מערכות מורכבות ביותר בקנה מידה גדול. כל קוד התכנית מבוצע במחשב או כל מכשיר דיגיטלי מתרגם באופן דינמי לתוך רצף של אחדים ואפסים - הקוד האוניברסלי אשר יכול להיות מעובד על ידי כל עיבוד.

סוגי פעולות לוגיות

כפי שהוזכר קודם לכן, ב קלאסית אלגברה בוליאנית , ישנם 2 סוגים של פונקציות. הפעולות ההגיוניות העיקריות על סוגי נתונים בינאריים - הן פעולות המשפיעות על ההצהרה עוצמה (אונרי, או יחיד, תפעול). זהו גם פעולות שיוצרות דוחות חדשים על בסיס ערכים קיימים (פעולה בינארית, או תאומים). סדר הפעולות הלוגיות זהה בעת ביצוע כל חישובים מתמטיים משמאל לימין, לאור בסוגריים.

ההקלה אחד התפקידים הידועים ביותר של פונקצית היגיון בוליאני היא הכחשה. מבצע היגיון הפשוט הזה הוא ערך נגדי של האופרנד הקלט. בתחום האלקטרוניקה, פעולה זו נקראת לעיתים היפוך. לדוגמא, אם אתה להפוך את ההצעה "אמת", והתוצאה היא "שקר". ולהפך - שלילת הערכי "שקר" תגרום ערך של "אמת". תכנות פעולה הגיוני זה משמש לעתים קרובות עבור הסתעפות אלגוריתמים ויישום של "הבחירה" של ערכות באות של פקודות על בסיס התוצאות הקיימות או התנאים השתנו.

פעולה בינארית

בתכנות מחשבים ולהשתמש במבחר מצומצם של הבינארי (בינארי) פעולות. הם קיבלו את שמם מן הדו מילים בלטינית, כלומר "שני", והם סוג של פונקציות לקחת שני טיעונים קלט ולהחזיר מכך ערך חדש אחד. לתיאורים של כל הפונקציות של אלגברה בוליאנית משתמש בטבלאות האמת.

מה שהם צריכים

מערכת זו מורכבת עבור סכום מסוים של האופרנדים קלט ומתארת את כל הערכים שהתקבלו, אשר יכול לחזור בצע היגיון מראש בבית אמר להגדיר פרמטרי קלט.

הפונקציות הנפוצות ביותר בשימוש ב טכנולוגיית מחשב ומחשב הם בנוסף לוגי (נתק) וכפל לוגי (בשיתוף).

בשיתוף

המבצע ההגיוני "AND" - הוא פונקציה של הבחירה של פחות משני או n קלט האופרנדים. על הזנת פונקציה זו יכולה להיות שני (פונקציה בינארית), שלושת הערכים (משולשת), או מספר בלתי מוגבל של האופרנדים (המבצע n-ארי). בעת חישוב התוצאה של הפונקציה יהיה הקטן ביותר של ערכי קלט המסופקים.

אנלוגיות אלגברה רגילה היא פונקציה של כפל. לכן, המבצע בשיתוף קרובות נקרא כפל לוגי. כאשר הסימן של מעשי הקלטת פונקציה או כפל הסימן (נקודה) או בייגלה. אם אנחנו עושים את טבלת האמת עבור פונקציה זו, זה יהיה לראות כי הפונקציה מוגדרת "נכון" או 1, רק עם האמת של כל האופרנדים הקלט. אם לפחות אחד מהפרמטרים קלט הוא אפס, או את הערך "שקר", התוצאה של הפונקציה יהיה גם "שקר".

זה משקף אנלוגיה עם כפל אריתמטי: כפל, וכל מספר הסטים של מספרים 0 כתוצאה תמיד מחזירה 0. זה מבצע היגיון הוא קומוטטיבית: ההסדר שבו היא מקבלת פרמטרי קלט לא תשפיע על התוצאה הסופית של החישוב.

תכונה נוספת של פונקציה זו היא אסוציאטיבית, או אסוציאטיבי. מאפיין זה מאפשר חישוב של רצף בינארי של פעולות לא לוקח בחשבון את הסדר של הערכה. לכן, עבור פעולת כפל הגיונית ברציפות 3 או יותר אין צורך לקחת בחשבון את הסוגריים. בתכנות, פונקציה זו משמשת לעתים קרובות כדי לוודא כי הפקודות הספציפיות להורג רק אם המצרפי של תנאים מסוימים.

נתק

המבצע הגיוני "או" - בצורה של פונקציה בוליאנית, הדומה תוספת אלגבריים. שמות אחרים עבור פונקציה זו - בנוסף הגיוני, הניגוד. באופן דומה, כמו בפעולת הכפל ההגיונית, ניתק עשוי להיות בינארית (כדי לחשב את הערך המבוסס על שני טיעונים), משולש או n-ארי.

טבלת האמת לפעולה הגיונית זו היא סוג של אלטרנטיבה בשיתוף. המבצע הגיוני "או" מחשב את התוצאה הטובה ביותר מבין הטיעונים מסופק. ניתקתי מקבל ערך התפוקה "שקר", או 0 רק כאשר כל פרמטרי הקלט קבלו עם הערכים 0 ( "שקר"). בכל מקרה אחר הפלט יושג על ידי הערך "נכון", או 1. כדי להקליט פונקציה זו משמשת סימן מתמטי לרוב של תוספת ( "פלוס") או שתי רצועות אנכיות. הגרסה השנייה היא נפוצה בשפות תכנות ביותר מועדף מכיוון שהיא מאפשרת לך להפריד את הפעולה הלוגית בבירור של האריתמטיקה.

המאפיינים הכלליים של פעולות לוגיות

בסיסי פעולות לוגיות, בין אם מדובר אונרי, בינארי, משולש או פונקציות אחרות, כפופות לכללים מסוימים ומאפיינים המתארים את התנהגותם. אחת התכונות כגון היסוד אשר בידי פונקציות ההיגיון המתוארת לעיל הן קומוטטיביות.

תכונה זו מבטיחה כי פונקצית התמורה מציבה את ערך האופרנד אינו משתנה. לא כל המפעילים יש נכס זה. בניגוד בשיתוף ועל הניתק המקיים דרישות קומוטטיביות, הפונקציה של כפל מטריצות הוא לא, ואת הסידור מחדש של הגורמים בפעולה זו יגרור התוצאה של השינוי, כמו גם חזקה.

היבט נוסף של

תכונה חשובה נוספת, אשר משמש לעיתים קרובות אלקטרוניקה ומעגלים, הוא הכפפת זוגות חוקים לוגיים פעולות דה מורגן.

חוקים אלו קושרים זוגות פעולות לוגיות באמצעות פונקצית השלילה הלוגית, כי משמשת להביע פעולה לוגית באמצעות אחרים. לדוגמא, פונקצית שלילה בשיתוף עשוי לבוא לידי ביטוי השלילות ניתקות operands הנפרד. עם החוקים הללו המבצע הגיוני "AND", "OR" vzaimovyrazheny יכול להיות מיושם עם עלות חומרה מינימלית. תכונה זו שימושית במיוחד בעיצוב מעגל, שכן היא מאפשרת לך לחסוך במשאבים בחישוב ואת היווצרות שבבים.